基于FPGA的超聲檢測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、超聲波以其穿透能力強(qiáng)，方向性好，易于獲得較集中的聲能，對(duì)檢測(cè)物質(zhì)及人體都沒(méi)有傷害等特性，廣泛應(yīng)用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)，醫(yī)學(xué)，軍事等領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)以及現(xiàn)代信號(hào)處理理論的發(fā)展，利用超聲波結(jié)合電子技術(shù)，現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)精確檢測(cè)各種物理量得到了進(jìn)一步的發(fā)展，不斷的拓寬超聲應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)用深度。從應(yīng)用目的來(lái)看，超聲應(yīng)用可分為功率超聲及檢測(cè)超聲，本文對(duì)高精度、智能化的檢測(cè)超聲技術(shù)進(jìn)行了一定的研究與探索，詳細(xì)介紹了一種基于Altera公司的高端FPGA

2、芯片Stratix EP2S180的檢測(cè)超聲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理及硬件實(shí)現(xiàn)。
　　 本文首先介紹了檢測(cè)超聲和功率超聲在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用概況以及檢測(cè)超聲的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，課題的研究背景及意義。接著對(duì)檢測(cè)超聲的關(guān)鍵技術(shù)之一--超聲波渡越時(shí)間的精確測(cè)量進(jìn)行了研究。提出了一種基于全數(shù)字鎖相環(huán)對(duì)超聲接收信號(hào)進(jìn)行鎖相，進(jìn)而求出超聲收發(fā)信號(hào)相位差，從而精確求出超聲波的渡越時(shí)間的方法。在SIMULINK環(huán)境中構(gòu)建系統(tǒng)模型并進(jìn)行仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果表明，系

3、統(tǒng)主要性能指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，對(duì)超聲波渡越時(shí)間的測(cè)量具有較高的精度和可靠性。
　　 論文的第三章給出了整個(gè)系統(tǒng)的總體方案描述，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了各個(gè)模塊具體的硬件電路，詳細(xì)介紹了超聲波發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路，接收調(diào)理電路，F(xiàn)PGA平臺(tái)以及超聲波開(kāi)發(fā)板的電源電路設(shè)計(jì)。第四章則詳細(xì)的介紹了系統(tǒng)的FPGA實(shí)現(xiàn)平臺(tái)QuartusⅡ和各個(gè)組成部分的軟件設(shè)計(jì)流程及FPGA實(shí)現(xiàn)。論文設(shè)計(jì)的檢測(cè)超聲系統(tǒng)利用全數(shù)字鎖相環(huán)對(duì)超聲接收信號(hào)進(jìn)行鎖相處理，采用相